Représentation mentale du timbre des sons complexes et effets de contexte

par Sophie Donnadieu

Thèse de doctorat en Psychologie

Sous la direction de Stephen McAdams.

Soutenue en 1997

à Paris 5 .

Le président du jury était Arlette Streri.

Le jury était composé de Stephen McAdams, Arlette Streri, Emmanuel Bigand, Séverine Sanson, Juan Segui, David L Wessel.

Les rapporteurs étaient Emmanuel Bigand, Séverine Sanson.

mots clés

• Perception auditive
• Perception musicale
• Psychoacoustique
• Perception auditive
• Perception de la musique
• Psychoacoustique

Résumé

L'identité des objets de notre environnement sonore quotidien serait véhiculée par leur timbre. L'application de modèles spatiaux permet de représenter la structure psychologique d'un ensemble de timbres selon un espace géométrique dont les axes sont interprétés comme étant les dimensions perceptives. Nous observons un espace tridimensionnel pour un ensemble de timbres musicaux dont les dimensions correspondent au logarithme du temps de montée de l'enveloppe temporelle (LTM), au centre de gravité spectral (CGS) et au flux spectral. L'ajustement du modèle est meilleur si l'on inclut des spécificités et des différences entre classes d'auditeurs dans la saillance perceptive des dimensions. Les catégories de timbre, obtenues selon un modèle non spatial, s'organisent selon le fonctionnement physique des instruments. L'étude des effets de contexte montre que la dissemblance entre les timbres diminue lorsque la variation le long des dimensions LTM et CGS augmente mais la structure catégorielle reste stable quel que soit le contexte. De plus, la première dimension est plus affectée par le contexte que la seconde ce qui suggère que certaines dimensions présenteraient une structure catégorielle alors que d'autres seraient de nature continue. A partir d'un continuum perceptif allant d'un vibraphone frappe à un vibraphone frotte, nous avons montré qu'il est possible de classer les stimuli dans l'une ou l'autre des deux catégories testées (frappée/frottée) et de discriminer les stimuli appartenant à une même catégorie. Le timbre musical peut donc se définir selon quelques dimensions physiques le long desquelles les sons varient de façon continue. Un tel espace se diviserait en différentes régions représentant les catégories de timbre. La catégorisation serait le résultat d'une frontière décisionnelle établie a un endroit donne du continuum. Le contexte n'affecte pas l'organisation des catégories au sein d'un tel espace mais plutôt la saillance perceptive des dimensions.

Titre traduit

Mental representation of timbre of complex tones and context effects

Résumé

The identity of the objects of our sound quotidian environment would be vehicle by their timbre. The application of spatials models attempt to represent the psychological structure of a set of timbres according a geometric space which the axes are interpreted as the perceptual dimensions. We observe a tridimensional space for a set of musical timbres where the dimensions correspond to the logarithm of the rise time of the temporal envelope (LRT), the spectral center of gravity (SCG) and the spectral flux. The model fitting better if we include specificities and differences between class of listeners in the perceptual salience of the dimensions. Timbre categories, obtained by a non spatial model, are organised according to the physical functioning of the instruments. The study of context effects show that the dissimilarity decrease when the variation along the LRT and SCG dimensions increase but the categorical structure stay stable whatever the context. Moreover, the first dimension is more affected by the context that the second which suggest that some dimensions would presented a categorical structure when others would be continuous in nature. From a perceptual continuum going to a struck vibraphone to a bowed vibraphone, we show that it is possible to classify the stimuli in one or the other two tested categories (struck/bowed) and to discriminate the stimuli belonging to the same category. Musical timbre could so be defined according some physical dimensions along which the tones would varied in a continuous manner. A such space would be divided in different areas representing timbres categories. Categorisation would be the result of decisional boundarie establish in a given place of the continuum. Context does not affect the categories's organisation within such space but rather the perceptual salience of the dimensions.